BE1026901B1 - Een werkwijze voor het biologisch saneren van een verontreinigd bodemdeel - Google Patents

Abstract

De huidige uitvinding betreft een werkwijze voor het biologisch saneren van een verontreinigd bodemdeel, waarbij de sanering anaeroob of aeroob gebeurt, de werkwijze omvattende de stappen: a) het plaatsen van ten minste twee infiltratiefilters in het verontreinigd bodemdeel, waarbij het filteroppervlak in een loodrechte positie staat ten opzichte van het grondoppervlak; b) het circuleren van water doorheen de infiltratiefilters in het verontreinigd bodemdeel; c) het verrijken van het circulerende water middels verrijkingselementen gekozen uit de groep van micro-organismen, nutriënten en/of elektronendonoren, waarbij het verrijkt water circuleert in het verontreinigd bodemdeel bij een debiet begrepen tussen 0.5 en 2 m3 per uur. Verder betreft de uitvinding een inrichting geschikt voor het biologisch saneren van een verontreinigd bodemdeel.

Description

EEN WERKWIJZE VOOR HET BIOLOGISCH SANEREN VAN EEN VERONTREINIGD BODEMDEEL

TECHNISCH DOMEIN De uitvinding heeft betrekking op werkwijze voor het biologisch saneren van een verontreinigd bodemdeel. De uitvinding heeft eveneens betrekking op de inrichting voor het biologisch saneren van een verontreinigd bodemdeel. Meer bepaald bevindt de uitvinding zich in het technisch deelgebied van milieuzorg.

STAND DER TECHNIEK Het decennia lang industrieel gebruik van terreinen resulteerde als gevolg van bijvoorbeeld onjuiste verwijdering van residuen, lekkagen uit tanken, leidingen en pompsystemen tot een verontreiniging van de bodem. Mogelijke verontreinigende stoffen in de bodem zijn minerale oliën, zoals ruwe olie, dieselolie, stookolie en benzine, industriële oliën, ook gechloreerde koolwaterstoffen, zoals tri- en tetrachlooretheen, trichloorethaan en dichloormethaan, organische oplosmiddelen, zoals bijvoorbeeld fenolen, alcoholen, aromatische koolwaterstoffen, aldehyden, zuren, esters, ketonen en ethers, alsmede diverse plastics, verschillende andere organische en anorganische stoffen, alsook plaag- en onkruidverdelgers. Volgens de aard van verontreiniging en de specifieke locatie, zijn de mogelijkheden voor het saneren van verontreinigde bodems veelzijdig. Enerzijds wordt de verontreinigde grond afgegraven en naar een andere locatie, ex situ, afgevoerd om daar behandeld te worden, waarbij verschillende behandelingsmethoden, zoals thermische, chemische, microbiologische of zelfs mechanische methoden worden toegepast. Anderzijds wordt de verontreinigde grond ter plaatse ‘in situ” behandeld. Een combinatie van beide saneringstechnieken wordt ook toegepast, al naargelang de verontreiniging en locatie.

EP 045 344 6 beschrijft een methode voor het reinigen van een verontreinigde grond met verminderde lucht- en waterdoorlatendheid. De grond wordt losgemaakt, gemengd met verontreinigde beton met een korrelgrootte gelijk aan of minder dan 10 mm. Huidig document verbetert het saneren van gronden met een verminderde lucht- en waterdoorlatendheid door deze grond eerst mechanisch te behandelen, en nadien microbiologisch te behandelen. Tijdens het biologisch saneringsproces worden voldoende micro-organismen en nutriënten toegevoegd om afbraak van deverontreinigde stoffen te garanderen. Hierbij worden vaak onnodig veel micro- organismen en nutriënten toegevoegd, wat een verspilling van middelen is en tevens het saneringsproces tevens negatief kan beïnvloeden.

WO 1994 002 421 beschrijft een microbieel gemedieerde methode voor het behandelen van grond en water. De hoeveelheid toe te voegen nutriënten en micro-organismen wordt bepaald op basis van de aanwezige stoffen in de grond en in het water. Echter de wordt de hoeveelheid toe te voegen nutriënten en micro-organismen slechts eenmalig afgestemd op de condities van de grond en het water.

De huidige uitvinding beoogt een oplossing te vinden voor tenminste enkele van bovenvermelde problemen.

SAMENVATTING VAN DE UITVINDING In een eerste aspect betreft de uitvinding een methode voor het biologisch saneren van een verontreinigde bodemdeel volgens conclusie 1. Voorkeursvormen van huidige worden beschreven in volgconclusies 2 tot en met 9.

In een tweede aspect betreft de uitvinding een inrichting geschikt voor het biologisch saneren van een verontreinigd bodemdeel volgens conclusie 10. Een voorkeursvorm van huidige uitvoeringsvorm wordt beschreven in volgconclusie 11.

BESCHRIJVING VAN DE FIGUREN Figuur 1 een schematische voorstelling van een anaeroob biologisch saneringsproces volgens huidige uitvinding.

Figuur 2 een schematische voorstelling van een aeroob biologisch saneringsproces volgens huidige uitvinding.

GEDETAILLEERDE BESCHRIJVING De onderhavige uitvinding is gebaseerd op het doel om een werkwijze te verschaffen voor het biologisch saneren van een verontreinigd bodemdeel, waarbij een gericht behandelingsproces wordt toegepast, waarbij het biologisch saneren weinig overlastbezorgt aan de omgeving, en waarbij ook de vervuilde gronden met succes kunnen worden gerehabiliteerd gedurende een beperkte behandeltijd.

Tenzij anders gedefinieerd hebben alle termen die gebruikt worden in de beschrijving van de uitvinding, ook technisch en wetenschappelijke termen, de betekenis zoals ze algemeen begrepen worden door de vakman in het technisch veld van de uitvinding. Voor een betere beoordeling van de beschrijving van de uitvinding, worden de volgende termen expliciet uitgelegd.

“Een”, “de” en “het” refereren in dit document naar zowel het enkelvoud als het meervoud tenzij de context duidelijk anders veronderstelt. Bijvoorbeeld, “een segment” betekent een of meer dan een segment.

Wanneer “ongeveer” of “rond” in dit document gebruikt wordt bij een meetbare grootheid, een parameter, een tijdsduur of moment, en dergelijke, dan worden variaties bedoeld van +/-20% of minder, bij voorkeur +/-10% of minder, meer bij voorkeur +/- 5% of minder, nog meer bij voorkeur +/-1% of minder, en zelfs nog meer bij voorkeur +/-0.1% of minder dan en van de geciteerde waarde, voor zoverre zulke variaties van toepassing zijn in de beschreven uitvinding. Hier moet echter wel onder verstaan worden dat de waarde van de grootheid waarbij de term “ongeveer” of “rond” gebruikt wordt, zelf specifiek wordt bekendgemaakt.

De termen “omvatten”, “omvattende”, “bestaan uit”, “bestaande uit”, “voorzien van”, “bevatten”, “bevattende”, “behelzen”, “behelzende”, “inhouden”, “inhoudende” zijn synoniemen en zijn inclusieve of open termen die de aanwezigheid van wat volgt aanduiden, en die de aanwezigheid niet uitsluiten of beletten van andere componenten, kenmerken, elementen, leden, stappen, gekend uit of beschreven in de stand der techniek.

Het citeren van numerieke intervallen door de eindpunten omvat alle gehele getallen, breuken en/of reële getallen tussen de eindpunten, deze eindpunten inbegrepen.

De term ‘filter’ volgens huidige uitvinding omvat een stijgbuis met een geperforeerd gedeelte in het verontreinigd bodemdeel, waarbij het geperforeerde gedeelte functioneert als filterbed. Volgens huidige uitvinding wordt er een onderscheid gemaakt tussen de filters op basis van functionaliteit. Zo wordt er volgens huidige uitvindingonderscheid gemaakt tussen een infiltratiefilter, een onttrekkingsfilter, een persluchtinjectiefilter.

De biologische afbraak van verontreinigingen, zowel in een verzadigde als een onverzadigde zone, kan gestimuleerd worden door water met verrijkingselementen te infiltreren in de verontreinigde kernzone. De verontreinigingen worden biologisch afgebroken met behulp van micro-organismen. De anaerobe afbraak kan gestimuleerd worden door het toevoegen van een specifieke elektronendonor of stoffen die de anaerobe afbraak bevorderen. De aerobe afbraak daarentegen wordt gestimuleerd door het toevoegen van zuurstof en specifieke nutriënten om de aerobe degradatie te bevorderen. Daarbij kan de anaerobe en aerobe afbraak gevoed worden door toevoeging van de geschikte micro-organismen. In een eerste aspect betreft de uitvinding een werkwijze voor het biologisch saneren van een verontreinigd bodemdeel, waarbij de sanering anaeroob of aeroob gebeurt, de werkwijze omvattende de stappen: a) het plaatsen van ten minste twee infiltratiefilters in het verontreinigd bodemdeel, waarbij het filteroppervlak in een loodrechte positie staat ten opzichte van het grondoppervlak; b) het circuleren van water doorheen de infiltratiefilters in het verontreinigd bodemdeel; c) het verrijken van het circulerende water middels verrijkingselementen gekozen uit de groep van micro-organismen, nutriënten en/of elektronendonor; waarbij het verrijkt water circuleert in het verontreinigd bodemdeel bij een debiet begrepen tussen 0.5 en 2 m3 per uur. De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het in situ saneren van een verontreinigd bodemdeel. Men heeft vastgesteld dat het debiet begrepen tussen

0.5 en 2m? per uur, geschikt is voor een doelgericht en efficiënt biologisch saneringsproces. Bovendien dragen de verticale filters bij aan een gelijkmatige verdeling van het te infiltreren verrijkt water in het verontreinigt bodemdeel in tegenstelling tot horizontale filters. Tevens zorgt het infiltreren van het verontreinigd bodemdeel met het verrijkt water bij een debiet begrepen tussen 0.5 en 2 m3 per uur voor weinig overlast aan de omgeving Volgens een uitvoeringsvorm is het water grondwater en wordt het water gecirculeerd middels een pompsysteem.

Bij voorkeur wordt grondwater onttrokken en geïnfiltreerd in het verontreinigd bodemdeel. Optioneel wordt het onttrokken grondwater gezuiverd vooraleer hetgrondwater terug in de grond infiltreert. Het grondwater wordt onttrokken uit de grond door middel van een filter die op eenzelfde wijze geplaatst is als de infiltratiefilter. Filters geschikt voor het onttrekken van water, meer bepaald grondwater, worden in de huidige uitvinding onttrekkingsfilters genoemd. De onttrekkingsfilters worden tussen de 5 infiltratiefilters gepositioneerd. Bij voorkeur is de minimale afstand begrepen tussen 3 en 5 m tussen de onttrekkings- en infiltratiefilter. In een voorkeursuitvoeringsvorm is de werkwijze volgens de onderhavige uitvinding gekenmerkt doordat ten minste één onttrekkingsfilter in de grond wordt ingebracht om een hoeveelheid grondwater van een gewenste diepte in de grond te onttrekken. Het grondwater wordt vervolgens verrijkt om de grond in situ te reinigen. Bij voorkeur wordt in huidige uitvinding gebruik gemaakt van een pompsysteem met een plunjerpomp. Optioneel wordt op de onttrekkingsfilters een onderdruk aangelegd, waardoor het grondwater onttrokken wordt. De (her)infiltratie van het onttrokken grondwater in het verontreinigd bodemdeel voorkomt een daling van de grondwaterstand en aantasting van het ecologisch leefmilieu. Het onttrekken van alsook het gebruik van grondwater bij infiltratie bezorgt weinig overlast aan de omgeving. Tevens is het gebruik van grondwater ecologisch verantwoord. Het rationeel grondwatergebruik bespaart water en voorkomt ook verspilling van water. Verder is het aanwenden van grondwater ook kostenefficiënt, aangezien geen duur leidingwater wordt gebruikt en geen opslagvoorzieningen nodig zijn voor het aangewende leidingwater.

Volgens een verdere uitvoeringsvorm is de binnendiameter van de infiltratiefilters begrepen tussen 50 en 63 mm.

Het aanwenden van infiltratiefilters met een binnendiameter begrepen tussen 50 en 63 mm is geschikt voor het infiltreren van verrijkt grondwater bij een debiet begrepen tussen 0.5 en 2 m3 per uur. Bij voorkeur is de binnendiameter van de infiltratiefilters begrepen tussen 52 en 61 mm. Infiltratiefilters met een dergelijke binnendiameter zijn op een eenvoudige manier aan te brengen in het verontreinigd bodemdeel. De infiltratiefilters worden bij voorkeur middels pulsboringen aangebracht. Een verticaal boorgat wordt voorzien van een filter. Bij voorkeur wordt ook een zandvang voorzien in het boorgat. Eenmaal het boorgat is voorzien van filters en zandvang wordt het boorgat omstort met filtergrind. De omstorting is afhankelijk van de bodemtextuur. Indien waterscheidende klei- of leemlagen in de bodem worden doorboord, wordt de omstorting ter hoogte van deze lagen bij voorkeur afgedicht met kleikorrels, meer bepaald bentoniet.

Volgens een uitvoeringsvorm zijn de infiltratiefilters vervaardigd uit een materiaal gekozen uit de groep van HDPE of PVC. Deze materialen beschikken over een mechanische sterkte en chemische resistentie. Dankzij de intrinsieke eigenschappen van deze materialen, hebben de filters een lange levensduur en een geringe milieu belasting. Naast het duurzame aspect zijn de filters vervaardigd uit HDPE of PVC ook laag in kostprijs. Bij voorkeur zijn de onttrekkingsfilters ook vervaardigd uit een materiaal gekozen uit de groep van HDPE of PVC.

Volgens een andere uitvoeringsvorm worden de infiltratiefilters geplaatst met een tussenafstand begrepen tussen 2 en 10 meter. Verticale filters worden voorzien tot een diepte begrepen tussen 5 en 20 m-mv. De diepte van de filters hangt af van de locatie van de kernzone van het verontreinigd bodemdeel, alsook de grondwaterstand. Men heeft vastgesteld dat de tussen de filters geschikt is voor het saneren van het verontreinigde bodemdeel, waarbij in zowel de verzadigde als in de onverzadigde zones een gerichte biologisch afbraak wordt gestimuleerd. De afstand tussen de filters in combinatie met het debiet volgens huidige uitvinding verhoogt verder de efficiëntie van het biologisch saneringsproces.

Bij voorkeur worden ook peilbuizen voorzien tussen de infiltratie- en onttrekkingsfilters om het verloop van de geochemie en grondwaterkwaliteit te evalueren. De peilbuizen worden bij voorkeur in het filtrerend gedeelte gepositioneerd. De peilbuizen worden eveneens geplaatst om een gemakkelijke monstername uit te voeren en hierop geochemische parameters, zoals bijvoorbeeld zuurtegraad, geleidbaarheid, redoxpotentiaal, zuurstof, temperatuur, organisch koolstofgehalte (TOC), en chemische zuurstofverbruik (CZV), en relevante verontreinigingsparameters te evalueren. Minerale oliën, zoals aardolie en afgeleide producten van aardolie, zijnde benzine, diesel of stookolie zijn een mengsel van koolwaterstoffen die de grond verontreinigen.

Afhankelijk van de ketenlengte wordt er een onderscheid gemaakt tussen minerale oliën met een koolstofketenlengte kleiner dan C13, begrepen tussen C14 en C25, en groter dan C25. Daarnaast kunnen ook vluchtige aromatische koolwaterstoffen zich in de bodem ophopen, zoals de aromaten benzeen, tolueen, ethylbenzeen en xyleen. Verder wordt een talrijke groep van organochloorverbindingen als verontreinigende stof aangeduid. Organochloorverbindingen worden bij voorkeur anaeroob afgebroken. Voorbeelden van vluchtige organochloorverbindingen zijn, mono- en dichloorbenzeen, tri-, tetra-, penta- en hexachloorbenzeen, dichloormethaan, dichloorethaan,

vinylchloride (VC), trichloormethaan (chloroform), trichloorethaan, tetrachloormethaan, en per-, tri en dichlooretheen.

Voorbeelden van niet-vluchtige organochloorverbindingen zijn dichloordifenyldichloorethyleen (DDE) dichloordifenyltrichloorethaan (DDT), hexachloorcyclohexaan (HCH),

hexachloorbenzeen (HCB), polychloorbifenyl (PCB), chloorfenolen, dioxines en furan.

Zware metalen, zoals cadmium (Cd), nikkel (Ni), kwik (Hg) chroom (Cr), koper (Cu), lood (Pb), zink (Zn) en arseen (As) zijn een andere vorm van verontreinigende stoffen, die bij voorkeur worden omgezet naar een niet-mobiele toestand.

Verder kunnen ook cyaniden afgebroken worden gebruik makend van micro-organismen, zoals bijvoorbeeldvrije cyaniden.

Ook organische stoffen als methanol, ethanol, propanol, butanol, methyl-iso-butylketon (MIBK), en methyl-tert-butylether (MTBE) worden als verontreinigende stoffen in het bodemdeel aanschouwd.

Volgens een bijzondere uitvoeringsvorm is de sanering aeroob en wordt het water voorzien van nutriënten en wordt het water verder verrijkt met zuurstof middels luchtlanzen, geplaatst in het verontreinigde bodemdeel.

De meeste organische bodemverontreinigingen zijn biologisch afbreekbaar onder aerobe condities.

In de bodem zijn vrijwel altijd micro-organismen aanwezig die deze afbraak kunnen uitvoeren en onder natuurlijke condities wordt de afbraak van deze stoffen vrijwel altijd gelimiteerd door de beschikbaarheid van zuurstof of nutriënten.

Het stimuleren van aerobe afbraak is erop gericht de limitaties voor afbraak op te heffen en omvat dan ook altijd het toedienen van een zuurstofbron.

In de luchtlanzen wordt lucht in het verrijkte grondwater gemengd en in de grond geïnfiltreerd.

Vaak worden ook stikstof en fosfor als nutriënten toegediend.

Het verrijken van het grondwater vindt bij voorkeur bovengronds plaats in een reactor, meer bepaald een bioreactor.

Het stimuleren van biologische sanering van het verontreinigde bodemdeel volgens huidige uitvinding kan zowel worden toegepast in de verzadigde als in de onverzadigde zone.

Het te injecteren luchtdebiet wordt bij voorkeur bepaald door de zuurstofvraag vanuit het verontreinigde bodemdeel dat door de luchtinjectie wordt beïnvloed en door de totaal aanwezige vracht aan verontreinigingen.

Aan de hand van zuurstofmetingen in het grondwater kan worden bepaald wat de zuurstofvraag is.

Micro-organismen geschikt voor het saneren van het verontreinigd bodemdeel omvatten bacteriële soorten als Pseudomonas species, zoals Pseudomonas putida, Acinetobacter species, Gram-positieve kokken, Gram-positieve bacillen zoals voornamelijk Corynebacterium sp. en Arthrobacter sp., ook gisten zoals Candida sp., en schimmels,

zoals Trichoderma reesi, Chaetomium sp., Neurospora sp., Cladosporium sp., Botrytis sp. en Penicillium sp. Deze gespecialiseerde micro-organismen, bacteriën, gisten en/of schimmels, kunnen aan het saneringsproces toegevoegd worden. Echter zijn deze gespecialiseerde micro-organismen reeds vaak aanwezig in de bodem, maar door ongunstige omstandigheden zijn deze bacteriën niet in staat om zich te vermenigvuldigen. Het toevoegen van nutriënten wordt hierdoor vaak geprefereerd, aangezien de van nature aanwezig micro-organismen worden aangewend om de verontreinigende stoffen om te zetten.

In andere omstandigheden is het noodzakelijk om gecultiveerde micro-organismen in het saneringsproces te voorzien door de aard van de verontreiniging of de specifieke locatie. Ook deze micro-organismen worden tijdens het saneringsproces voorzien van de nodige nutriënten. Bij voorkeur worden nutriënten toegevoegd via injectie of flushing. De nutriënten in huidige uitvinding worden gekozen uit de groep van stikstof (N), fosfor (P) en koolstof (C), kalium (K), waterstof (H) en zuurstof (O). Deze elementen worden toegediend gebruik makend van verschillende nutriëntensoorten, zoals kaliumnitraat (KNO3), ammonium nitraat (NH4NO3), ammoniumfosfaat (NH3HPO4), fosforzuur (H3PO4), ammonium (NH3) en ureum (CH4N20).

Volgens een verdere en andere uitvoeringsvorm is de sanering aeroob en wordt het water voorzien van nutriënten en wordt het water verder verrijkt met zuurstof middels persluchtinjectiefilters, geplaatst in het verontreinigde bodemdeel.

Bij voorkeur wordt de lucht onder druk in de bodem in situ geïnjecteerd middels een persluchtinjectiesysteem. Verticaal en/of schuin gepositioneerde persluchtinjectiefilters worden gebruikt voor de zuurstoftoediening. In moeilijk of niet bereikbare locaties wordt bij voorkeur gebruik gemaakt van horizontale bodemluchtinjectiedrains. Bij voorkeur zijn de geïnjecteerde luchtdebieten begrepen tussen 0.5 m°/u en 3.2 m?/u, meer bij voorkeur tussen 0.8 m3/u en 2.7 m3/u, meer bij voorkeur tussen 1.1 m3/u en 2.5 m°/u, meer bij voorkeur tussen 1.3 m3/u en 2.1 m3/u, meest bij voorkeur tussen 1.6 m3/u en 1.8 m3/u. Volgens een uitvoeringsvorm is het luchtinjectiedebiet constant. Volgens een uitvoeringsvorm wordt de luchtinjectie bij alle persluchtinjectiefilters gelijk gestuurd of individueel per persluchtinjectiefilter, gebruik maken van een PLC sturing. Naast het voorzien van voldoende zuurstof om de aerobe afbraak van de verontreinigende stoffen in het bodemdeel te bevorderen, ontstaat door de toevoer van zuurstof, aldus lucht, een turbulente zone in de bodem. De turbulente zone in het verontreinigde bodemdeel vergroot het contact tussen het grondwater en de bodem, waardoor de overdracht vanverontreinigingen wordt gestimuleerd en het aeroob saneringsproces meer efficiënt en doelgericht verloopt.

De combinatie van de grondwateronttrekking zoals eerder beschreven en de persluchtinjectie in het verontreinigde bodemdeel voorkomt ongecontroleerde laterale verspreiding van de verontreinigingen en draagt tevens bijaan een efficiënt en doelgericht anaeroob saneringsproces.

Als gevolg van luchtinjectie in het verontreinigd bodemdeel kan er bodemlucht, die mogelijks vluchtige verontreinigende stoffen omvat, aan het grondoppervlak vrijkomen.

Bij voorkeur worden verticale bodemluchtextractiefilters in de bodem geplaatst om de verontreinigende bodemlucht in situ te reinigen.

Afhankelijk van de concentratie en vluchtigheid van de verontreinigende stoffen kan ook bovengronds in de bioreactor verontreinigende lucht vrijkomen en gesaneerd worden.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is de sanering anaeroob en wordt het water verrijkt met een elektronendonor.

De anaerobe omstandigheden in de grond worden gehandhaafd door een waterverzadiging van de grond middels een injectie van een hoeveelheid water in de grond.

In een verdere uitvoeringsvorm wordt voorafgaand de injectie van een hoeveelheid water in de grond, de hoeveelheid water verrijkt door toevoeging van een hoeveelheid van de elektronendonor.

Bij voorkeur wordt Dehalo-GS gebruikt als elektronendonor.

De waterverzadiging van de grond zorgt tevens voor een goede verspreiding van de micro-organismen in de grond.

Eveneens kan bodemlucht onttrokken worden om anaerobe omstandigheden te garanderen.

De onttrokken bodemlucht wordt bij voorkeur ook gezuiverd.

Bij anaerobe omstandigheden wordt het toevoegen van bacteriën van het genus Dehalococcoides en/of Dehalogenimonas geprefereerd.

Stammen van deze bacteriën zijn in staat zijn om op cis-dichlooretheen en vinylchloride te groeien en deze om te zetten naar onschadelijk etheen of ethaan.

Deze bacteriën gebruiken waterstof als elektronendonor.

Bij voorkeur levert de gebruikte elektronendonor relatief veel waterstof tijdens de sanering.

Meer bij voorkeur is het redoxpotentiaal in het verontreinigd bodemdeel geschikt om de omzettingsreacties mogelijk te maken.

Afhankelijk van de verontreinigende stoffen in het verontreinigd bodemdeel worden verschillende subspecies van Dehalococcoides, aangezien deze over verschillende dechloreringscapaciteiten beschikken.

Sommige subspecies van Dehalococcoides sp. kunnen PCE naar DCE omzetten, andere zetten DCE en VC om, en nog andere zetten

TCE om. Dehalococcoides sp. kunnen ook andere verbindingen dan gechloreerde ethenen dechloreren, zoals chloorbenzenen. Volgens een niet limitatief voorbeeld worden hexa-, penta-, tetra- en trichloorbenzenen in situ gereduceerd door Dehalococcoides sp. ter vorming di- en monochloorbenzenen die onder anaerobe omstandigheden niet verder gedechloreerd kunnen worden. Zodra de omstandigheden aeroob worden gemaakt worden deze di- en monochloorbenzenen vlot gemineraliseerd worden door werkzame aerobe bacteriën. Naast het inzetten van verschillende subspecies van Dehalococcoides om het verontreinigd bodemdeel anaeroob te saneren, worden deze ook in combinatie met andere bacteriële soorten ingezet, zoals Geobacter sp., Dehalobacter sp. en/of Sulfospirillum sp., omdat deze bacteriële soorten ook onder minder gunstige omstandigheden organochloorverbindingen afbreken. In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm gebeurt de verrijking van het grondwater bovengronds.

Het grondwater wordt bovengronds verrijkt door toevoeging van een hoeveelheid van de nutriënten, micro-organismen en/of elektronendonoren. Het verrijkte grondwater wordt met ten minste één infiltratiefilter in de grond geïnfiltreerd om de grond in situ te reinigen. Zo kan het in de grond aanwezige grondwater effectief worden ingezet als transportmedium om de nutriënten, micro-organismen en/of elektronendonoren in het te reinigen bodemdeel in te brengen, zodat een voorziening van additionele vloeistoffen overbodig is. Door de elektronendonor, de nutriënten en/of de micro-organismen bovengronds aan het water toe te voegen wordt tevens een relatief eenvoudige inbrenging van de stoffen in de grond verwezenlijkt met een uitstekende verspreiding.

Hoewel het mogelijk is om de verrijkingen periodiek met het grondwater in de grond te injecteren via alle infiltratiefilters tegelijk of individueel per infiltratiefilter middels een sturing, zoals bijvoorbeeld een PLC sturing, wordt het grondwater bij voorkeur nagenoeg continu rondgecirculeerd. De circulatie van het grondwater doorloopt de stappen van het onttrekken van het grondwater aan de grond, het verrijken van het grondwater met een hoeveelheid van de verrijkingselementen en het infiltreren van het verrijkt grondwater in de grond, waarna de stappen zich herhalen. Door de continue (her)circulatie van het grondwater volstaat een relatief lage dosering van de verrijkingselementen, daar de elementen voldoende verspreid worden in het verontreinigde bodemdeel. Eveneens wordt door het continue circuleren van grondwater de verontreiniging gericht gemobiliseerd. De werkwijze wordt hierdoor aanzienlijkversneld, waardoor een saneringsduur van een verontreinigd bodemdeel beduidend wordt verkort.

Volgens een uitvoeringsvorm wordt een periodisch, reële bepaling van het chemisch zuurstofverbruik (CZV) als maat voor de elektronendonor uitgevoerd volgend op stap c) van huidige uitvinding. Bij voorkeur wordt een driemaandelijkse bepaling van het CZV gehalte uitgevoerd, meer bij voorkeur tweemaandelijks, meest bij voorkeur maandelijks. Het CZV gehalte wordt van het verontreinigd bodemdeel bepaald. Het chemisch zuurstofverbruik (CZV) wordt bepaald gebruik makend van spectrometrie volgens NEN-ISO 15705. Chemisch zuurstofverbruik kan ook bepaald worden door middel van titrimetrie overeenkomstig met NEN6633:2006/A1:2007. Op basis van de gemeten CZV gehaltes na de opstart van het biologisch saneringsproces kan de gestimuleerde aerobe of anaerobe afbraak van de verontreiniging opgevolgd worden. Bijgevolg vindt een doelgericht saneringsproces plaats, waardoor enerzijds de efficiënte van het proces aanzienlijk verhoogd en anderzijds verspilling van energie en middelen aanzienlijk verlaagd. Volgens een verdere uitvoeringsvorm wordt een theoretische CZV bepaling uitgevoerd voorafgaand aan stap a). De theoretische CZV bepaling wordt bij voorkeur uitgevoerd voorafgaand het plaatsen van de infiltratiefilters. De theoretische bepaling vindt plaats voorafgaand de eerste reële CZV bepaling. Bij voorkeur wordt de theoretisch CZV bepaald door de CZV van het verontreinigd bodemdeel te meten en een abstracte berekening van de CZV te maken aan de hand van de aanwezige verontreinigingen, zodat men weet hoeveel elektronendonoren van nature aanwezig zijn in de bodem en hoeveel elektronendonoren theoretisch nodig zijn om de verontreinigende stoffen te reinigen. De theoretische CZV bepaling geeft een eerste inschatting van de toe te voegen hoeveelheid elektronendonoren bij de opstart van het anaeroob saneringsproces. Daarnaast wordt ook een raming van de aanwezige verontreinigende stoffen opgemaakt. De grondwatersituatie, de hoeveelheid residueel product, vrij product en hoeveelheid aan de bodemdeeltjes geabsorbeerde verontreiniging worden in rekening gebracht. De kernzone van de verontreiniging wordt bij voorkeur bepaald door bijvoorbeeld op verschillende plaatsen en diepten een staal te analyseren om het gemiddeld gehalte in het verontreinigd bodemdeel te kennen.

Volgens een uitvoeringsvorm wordt de hoeveelheid verrijkingselementen aangepast op basis van de periodisch, reële CZV bepaling.

Het biologisch saneringsproces wordt doelgericht bijgestuurd door op voorhand vastgelegde tijdstippen water- en bodemstalen te analyseren en te evalueren voor hun chemisch zuurstofverbruik.

Afhankelijk van de toename of de daling van het gemeten CZV gehalte ten opzichte van het eerder gemeten CZV gehalte wordt de hoeveelheid verrijkingselementen afgestemd volgens de nood van het verontreinigd bodemdeel.

Aldus worden de wijzigende situaties in verontreinigd bodemdeel door de microbiologisch sanering nauwgezet gemonitord en bijgestuurd, indien nodig.

Een gecontroleerd en efficiënt saneringsproces kan bijgevolg plaatsvinden.

In een tweede aspect betreft de uitvinding een inrichting geschikt voor het biologisch saneren van een verontreinigd bodemdeel middels de werkwijze volgens huidige uitvinding, omvattende minstens twee infiltratiefilters in het verontreinigd bodemdeel met een tussenafstand begrepen tussen 2 en 10 meter, waarbij het filteroppervlak van de infiltratiefilters in een loodrechte positie staat ten opzichte van het grondoppervlak en een pomp ter circulatie van water, waarbij de pomp geschikt is voor het circuleren van het water in het verontreinigd bodemdeel bij een debiet begrepen tussen 0.5 en 2 m? per uur.

De inrichting is geschikt voor het biologisch saneren van het verontreinigd bodemdeel waarbij het biologisch saneren weinig overlast bezorgt aan de omgeving, en waarbij ook de vervuilde gronden met succes kunnen worden gerehabiliteerd gedurende een beperkte behandeltiid.

Bij voorkeur is de pomp een onderdeel van een watercirculatiesysteem.

Het watercirculatie wordt voortdurend geëvalueerd om de werking van het systeem te optimaliseren.

Bij voorkeur is het watercirculatiesysteem een grondwatercirculatiesysteem.

Verder is de inrichting bij voorkeur voorzien van een stroomaggregaat, zodat bij het wegvallen van de spanning verder stroom voorzien wordt.

De extra voorziening van stroom garandeert de voortgang van het saneringsproces en verhindert de verspilling van eerder ingezette energie en middelen, wat tijd- en kostenefficiënt is.

Volgens een uitvoeringsvorm is de inrichting volgens huidige uitvinding voorzien van een persluchtinjectiesysteem.

Het persluchtinjectiesysteem is compatibel met de persluchtinjectiefilters die voorzien zijn in het verontreinigd bodemdeel. Verder is het persluchtinjectiesysteem capabel om luchtdebieten begrepen tussen 0.5 m°/u en 3.2 m?/u te produceren, meer bij voorkeur tussen 0.8 m3/u en 2.7 m°/u, meer bij voorkeur tussen 1.1 m3/u en 2.5 m3/u, meer bij voorkeur tussen 1.3 m3/u en 2.1 m3/u, meest bij voorkeur tussen 1.6 m3/u en 1.8 m2/u. Volgens een uitvoeringsvorm is het persluchtinjectiesysteem capabel om een constant luchtdebiet te produceren. In wat volgt, wordt de uitvinding beschreven a.d.h.v. niet-limiterende figuren die de uitvinding illustreren, en die niet bedoeld zijn of geïnterpreteerd mogen worden om de omvang van de uitvinding te limiteren.

FIGUURBESCHRIJVING Figuur 1 geeft een schematische voorstelling van een anaeroob biologisch saneringsproces weer volgens een uitvoeringsvorm van de huidige uitvinding. Verticale filters zijn gepositioneerd in het verontreinigd bodemdeel (5), waarbij een onderscheid gemaakt wordt tussen één onttrekkingsfilter (1) en twee infiltratiefilters (4). Het grondwater wordt met behulp van een pomp uit onttrokken. Hierdoor ontstaat een stroomrichting (7) in het verontreinigd bodemdeel (5). Het onttrokken grondwater wordt bovengronds verrijkt met een elektronendonor (2) en terug in de bodem gebracht middels infiltratiefilters (4). De infiltratiefilters (4) zijn loodrecht gepositioneerd ten opzichte van het grondoppervlak (12) en zorgen voor een gelijkmatige verspreiding van het verrijkt grondwater in het verontreinigd bodemdeel. Door toevoeging van elektronendonoren (2) aan het grondwater die zich in het verontreinigd bodemdeel (5) verspreid worden micro-organismen (6) aanwezig in de bodem geactiveerd om de verontreinigende stoffen anaeroob af te breken. Figuur 2 is een schematische voorstelling van een aeroob biologisch saneringsproces volgens een uitvoeringsvorm. Meerdere filters zijn in het verontreinigd bodemdeel (5) aangebracht. Een onttrekkingsfilter (1) onttrekt het grondwater, waarvan de grondwaterstand (11) wordt weergeven, boven het grondoppervlak (12). Bovengronds wordt in de reactor (13) het grondwater verrijkt met een zuurstofbron (8) en nutriënten (3). Het verrijkt water wordt via de infiltratiefilters (4) op de gewenste diepte in het verontreinigd bodemdeel verdeeld met een constant debiet van 1.3 m?/u. Het onttrekken van grondwater en het infiltreren van het verrijkte grondwater creëert een stroomrichting (7) in het verontreinigd bodemdeel (5), wat de spreiding van zuurstof

(8) en nutriënten (3) stimuleert. De toegevoegde zuurstofbron en nutriënten creëren de ideale aerobe omstandigheden voor de aerobe micro-organismen die reeds aanwezig zijn in de bodem. Bijgevolg vindt de aerobe afbraak van de verontreinigende stoffen plaats in het verontreinigd bodemdeel (5). Eveneens wordt bij een aerobe sanering lucht in de bodem geïnjecteerd, met behulp van persluchtinjectiefilters (9) om voldoende zuurstof in het verontreinigd bodemdeel te voorzien en de aerobe afbraak te stimuleren. Bijgevolg is het noodzakelijk om de vrijgekomen bodemlucht in de reactor te zuiveren (10), aangezien deze vluchtige verontreinigende stoffen kan bevatten.

1 onttrekkingsfilter 2 elektronendonor 3 nutriënten 4 infiltratiefilter 5 verontreinigd bodemdeel 6 micro-organismen 7 stroomrichting 8 zuurstofbron 9 persluchtinjectiefilter 10 zuiveren bodemlucht 11 grondwaterstand 12 grondoppervlak 13 reactor

Claims (14)

CONCLUSIES

1. Een werkwijze voor het biologisch saneren van een verontreinigd bodemdeel, waarbij de sanering anaeroob of aeroob gebeurt, de werkwijze omvattende de stappen: a) het plaatsen van ten minste twee infiltratiefilters in het verontreinigd bodemdeel, waarbij het filteroppervlak van de infiltratiefilters in een loodrechte positie staat ten opzichte van het grondoppervlak; b) het circuleren van water doorheen de infiltratiefilters in het verontreinigd bodemdeel; c) het verrijken van het circulerende water middels verrijkingselementen gekozen uit de groep van micro-organismen, nutriënten en/of elektronendonoren, met het kenmerk, dat het verrijkt water circuleert in het verontreinigd bodemdeel bij een debiet begrepen tussen 0.5 en 2 m? per uur.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het water grondwater is en gecirculeerd wordt middels een pompsysteem.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de filters een binnendiameter hebben begrepen tussen 50 en 63 mm.

4. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 1-3, met het kenmerk, dat de filters vervaardigd zijn uit een materiaal gekozen uit de groep van HDPE of PVC.

5. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de sanering aeroob is en het water voorzien is van nutriënten en verder verrijkt wordt met zuurstof middels luchtlanzen, geplaatst in het verontreinigde bodemdeel.

6. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 1-5, met het kenmerk, dat de sanering aeroob is en het water voorzien is van nutriënten en verder verrijkt wordt met zuurstof middels persluchtinjectiefilters, geplaatst in het verontreinigde bodemdeel.

7. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de sanering anaeroob is en het water verrijkt wordt met een elektronendonor.

8. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 1-7, met het kenmerk, dat de verrijking van het grondwater bovengronds gebeurt.

9, Werkwijze volgens één der voorgaan de conclusies 1-8, met het kenmerk, dat de infiltratiefilters met een tussenafstand begrepen tussen 2 en 10 meter geplaatst worden.

10. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 1-9, met het kenmerk, dat een periodisch, reële bepaling van het chemisch zuurstofverbruik (CZV) als maat voor de elektronendonor wordt uitgevoerd volgend op stap c).

11. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 1-10, met het kenmerk, dat een theoretische CZV bepaling wordt uitgevoerd voorafgaand aan stap a).

12. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 1-11, met het kenmerk, dat de hoeveelheid toegevoegde verrijkingselementen wordt aangepast o.b.v. de periodisch, reële CZV bepaling.

13.Een inrichting geschikt voor het biologisch saneren van een verontreinigd bodemdeel middels de werkwijze volgens één der voorgaande conclusies 1-12, omvattende minstens twee infiltratiefilters met een tussenafstand begrepen tussen 2 en 10 meter, waarbij het filteroppervlak van de infiltratiefilters in een loodrechte positie staat ten opzichte van het grondoppervlak, en een pomp ter circulatie van het water, met het kenmerk, dat de pomp geschikt is voor het circuleren van het water in het verontreinigd bodemdeel bij een debiet begrepen tussen 0.5 en 2 m? per uur.

14.Een inrichting volgens conclusie 13, met het kenmerk, dat de inrichting voorzien wordt van een persluchtinjectiesysteem.